一种基于再生透水混凝土的膨胀土生态支护结构及施工方法

本发明涉及边坡工程防治，具体是一种基于再生透水混凝土的膨胀土生态支护结构及施工方法。

背景技术：

1、膨胀土富含蒙脱石及其混层粘土矿物，其易吸水膨胀、失水膨胀，且具有明显的超固结性、裂隙性和胀缩性，其特殊的性质也导致了膨胀土边坡容易受到大气干湿循环影响而发生破坏。目前，针对膨胀土边坡破坏的问题，常用的边坡支护结构主要有刚性支护、柔性支护和生态护坡三类。

2、刚性支护是指以圬工结构为主并辅以其他必要的综合处理措施相结合的处理方式，其主要依靠圬工结构的自重抵消部分膨胀土超固结性在开挖过程中所受的影响，对膨胀土边坡具有一定的治理效果。柔性支护结构主要指以土工织物为主，尤其是土工格栅，辅以其他综合处置的方案。相比于传统的刚性结构，柔性支护结构有更好的延展性，允许膨胀土产生一定量的形变，以柔治胀，保证边坡稳定。然而，现有柔性支护技术存在施工工序复杂、后期维护费用高及长期支护效果不理想等问题。

3、生态护坡技术是由植物或植物与工程组成的综合护坡系统的护坡技术，其原理是利用植物的深根对边坡起到锚固作用，浅根对边坡起到加筋作用，既能保证边坡浅层的稳定，又能利用生态系统的修复能力使遭受破坏的生态系统逐渐恢复或向良性发展。但目前膨胀土边坡的生态护坡技术也存在缺点：水土保持能力不足，耐久性差以及后期植被生长环境受限等，导致边坡长期支护效果不理想。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的以上问题，本发明的目的在于提供一种基于再生透水混凝土的膨胀土生态支护结构及施工方法，该结构具有抗变形能力好、保湿防渗能力强，能有效保证膨胀土边坡的稳定，同时实现了工程渣土以及生活垃圾的再利用。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于再生透水混凝土的膨胀土生态支护结构，组成构件包括防水薄膜涂料层，再生透水混凝土层，回填土层以及挡土板，组成构件的具体结构和连接关系为：

3、所述防水薄膜涂料均匀喷涂在膨胀土边坡上，防水薄膜涂料与膨胀土边坡表面粘结牢固；

4、所述再生透水混凝土浇筑于所述防水薄膜涂料层上，再生透水混凝土沿边坡斜面设置成锯齿状结构的沟槽，锯齿状结构的沟槽之间设置有防堵排水管，再生透水混凝土层横向交接处设置吸能垫板，所述回填土覆盖在所述再生透水混凝土层上，所述挡土板布置在所述膨胀土边坡的底部，所述挡土板与所述再生透水混凝土层和所述回填土层之间设置底部eps泡沫板。

5、所述防水薄膜涂料为橡胶改性沥青防水涂料，分3次喷涂在边坡表面形成厚度为1-1.5mm的防水薄膜涂料层。

6、所述再生透水混凝土孔隙率控制在20％-25％之间，养护28d的混凝土试样抗折强度控制在4kpa以上。

7、所述再生透水混凝土由再生骨料、纤维基可降解材料及水泥制成，所述再生骨料由工程渣土制成，所述纤维基可降解材料为废弃的餐盒及餐具。

8、所述再生透水混凝土设计配合比如下：5-9mm粒径的再生骨料质量百分比为20％-22％、9-16mm粒径的再生骨料质量百分比为48％-51％、p.o42.5硅酸盐水泥质量百分比为21％-23％、3-5mm颗粒状纤维基可降解材料质量百分比为0.5％-0.8％、水的质量百分比为8％-10％。

9、所述再生透水混凝土按照锯齿状浇筑在所述防水薄膜涂料层上，所述防堵排水管管壁设置落水口，所述落水口直径为2-4mm。

10、所述回填土层包括表面营养土层和再生土层，所述表面营养土层为2-3cm的营养土，营养土层表面播种一种或多种根系发达的环境适应性强的草籽以及小型灌木种植，所述再生土层为工程渣土经土石分离并经过处理后得到的再生土，所述再生土层厚度为10-15cm。

11、所述挡土板内开设排水通道及出水口，排水通道及出水口与所述防堵排水管连通，所述底部eps泡沫板预留排水槽，所述底部eps泡沫板厚度为10-12cm，所述排水槽与所述排水通道及出水口直径为10-15cm。

12、所述吸能垫板由左、右eps泡沫板和高密度海绵制成，所述高密度海绵上部预留溢流槽，所述左、右eps泡沫板上均预留引水槽，所述高密度海绵内部设置多个隔水板，所述左、右eps泡沫板厚度为2-3cm，所述高密度海绵厚度为5-6cm，所述溢流槽直径为2-3cm，所述引水槽直径为1-2cm。

13、所述的基于再生透水混凝土的膨胀土生态支护结构的施工方法，包括以下施工步骤：

14、(1)修整坡表，清除膨胀土边坡表面3-5cm的松散土体，使边坡表面平整，同时在坡顶按设计要求开挖部分土体以布置再生透水混凝土；

15、(2)喷涂防水薄膜涂料，在膨胀土边坡表面分3次喷涂橡胶改性沥青防水涂料，喷涂3次之后的厚度控制在1-1.5mm；

16、(3)安置预制的挡土板，将排水通道及出水口与吸能垫板的位置对齐，并将底部eps泡沫板固定在挡土板内侧；

17、(4)施工再生透水混凝土，将提前制好的模具放置固定在防水薄膜涂料层上，将混凝土浇筑到模具内，浇筑时不用过多振捣，防止产生“封底”现象，同时按要求对再生透水混凝土进行养护；

18、(5)施工吸能垫板及防堵排水管，待再生透水混凝土完成周期养护后，将吸能垫板安置并固定于两组再生透水混凝土之间，随后将防堵排水管接入吸能垫板端部预留位置并固定密封，然后将所述排水通道及出水口接入所述防堵排水管与吸能垫板构成的排水系统中，并做好防堵措施；

19、(6)施工回填土层，回填土层分两层回填，表层为2-3cm的营养土，底层为10-15cm的由工程渣土经土石分离并经过处理后得到的再生土。

20、(7)修建排/截水沟，在坡顶所述再生透水混凝土以外修建截水沟，在坡底所述挡土板之外修建u形排水沟；

21、(8)种植护坡植被，选用根系生长能力强、抗逆性好的护坡植被，在播种完毕后，需对植被进行养护，直至植被适应生长环境。

22、本发明的突出优点在于：

23、1.本发明将“海绵城市”理念应用到膨胀土边坡的防护上，通过防水薄膜与再生透水混凝土的协同作用，有效防止雨水进入膨胀土坡体，同时利用再生透水混凝土内部丰富的孔隙与防水薄膜形成一个储水结构，达到涝能排旱能补的目的，以实现膨胀土边坡的水稳定，避免出现“干缩湿胀”现象。

24、2.将再生透水混凝土应用到膨胀土边坡的支护上，利用工程渣土制备的再生材料替代了天然骨料，达到了“变废为宝”以及低碳护坡的目的，同时在工程渣土制备再生材料时分离出来的再生泥土经过处理后可以作为回填土应用到边坡上，实现资源利用最大化。

25、3.将废弃植物纤维餐盒等纤维基可降解材料代替一部分细骨料掺到再生透水混凝土中，护坡植被的根茎长进再生透水混凝土时其可以作为养料被吸收掉，同时，可降解材料在降解之后可以增大再生透水混凝土的孔隙率，使得更大的植被根茎穿过混凝土并刺穿防水薄膜扎进膨胀土边坡，实现长久的绿色护坡的目的。

26、4.再生透水混凝土锯齿状的结构可以减少回填土体的滑落，利于植被的生长；同时，锯齿状的结构不仅可以防止回填土体在土体与再生透水混凝土交界面处形成连续的滑动界面，还可以阻止因局部塌落而引起的整体性滑动现象的发生。

27、5.吸能垫板不仅可以作为伸缩缝吸能，使支护结构具备柔性变形能力，还可以作为排水通道，起到调节水资源的作用。